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值得仔细研读的书

值得仔细研读的书——《机械设计手册》新版第1卷

序言

　　在机械制造业，说起机械工业出版社出版的《机械设计手册》新版，没有一个不知道的。

我工作的单位就买了全套，仔细地看过以后，使我改变了从大学以来对《机械设计手册》的看法。

我想我们大家以前都有这样的看法：

《机械设计手册》是查阅资料的案头工具书，而并非需要像教材那样仔细阅读的。

例如：

在读大学时，也只有作课程设计和毕业设计时才有用到。

我们研发部的同事几乎都持这一观点，这也是我以前的看法。

面对《机械设计手册》中大量的数据表格和公式，我们的第一感觉就是这样的，这也一点不奇怪。

那是因为我们从来没有去仔细研读过书中的文字阐述和图表，只是要用时，查查材料的密度、熔点、抗拉强度、延伸率、性能、用途以及数学公式，诸如此类的一些数据。

这样以来，也就难以发现机械设计专家们在书中所作的精彩简要的理论和经验阐述，而这些都是很宝贵的知识。

可我们平时总是说搞机械的要靠经验，看书是没用的，看《机械设计手册》更没多大用了。

没错！

经验是很重要，这一点我从不否认，但为什么我们发现不了《机械设计手册》中所写出来经验呢！

我的亲身经历就有很多是师傅告诉我的经验，而后来大部分我在书上都找到了答案。

例如：

铆接钢板时，要选择铆钉的长度，而我刚工作时的确不会选择，好不容易才问师傅得知：

铆钉长度＝被联接件的总厚度＋1.4倍的铆钉直径。

后来看到《机械设计手册》新版第2卷，第6-200页，表6.5-37铆钉长度推荐计算式，才发现原来答案就在身边，只是自己一直没有发现而已，以前只是匆匆翻翻手册，看看有什么铆钉，有什么样的长度和材料，而后选用即可！

却没有仔细看前面的文字阐述。

真有一种：

“众里寻她千XX，募然回首，那人却在灯火阑珊处”的感觉！

同时，我还发现从实践中得来的经验是很零碎的或是不完整的。

如上个问题的公式只是针对有色金属铆钉的，而对于钢制铆钉，则：

铆钉长度＝1.1倍的被联接件的总厚度＋1..4倍的铆钉直径。

可以看出要想全面系统地掌握机械设计中所涉及的方方面面，就需仔细研读手册才行。

　　所以，我认为《机械设计手册》完全可以像教材那样来阅读，但不等于可以不用读教材了，由于编写的目的不一样，所以二者是不可以互相替代的。

我已经研读完了第1卷，收获是很丰富的。

我想如果你能静下心，去仔细地读读就知道了。

我曾在机械论坛里看到有人这样说：

“现在论坛里有很多人提问题，不过有很多的问题都太简单了，因为《机械设计手册》里都讲到了这样的问题，也给出了答案。

为什么大家不能好好看看机械设计手册呢？

如果将全套机械设计手册看完，那你嫣然是一大家了。

”我很赞同他的观点，只是要强调一下手册的重要性，并不是反对提问题，所谓问题是“难者不会，会者不难”。

　　讲了这么多，我们还是来看看机械工业出版社出版的《机械设计手册》新版第1卷（常用资料卷）中有哪些值得我们仔细研读的内容，同时又对我们的工作有什么样的帮助吧。

　　　　　　　　　　第一篇   常用资料和数学公式

   本篇中有很多是我们工作最经常用到的基础知识，其对我们工作的必要性是勿庸置疑的。

   1．我们在做机械产品时，都会遇到很多的标准代号（第1-4页）：

如GB、GB/T、GB/Z、GBn、ANSI（美国国家标准）、ASTM（美国材料试验标准）、JIS（日本工业标准）、DIN（德国工业标准）、ISO（国际标准化组织标准）等等。

由于中国已经成为世界制造中心，有很多的产品都是外销品，所以，会遇到很多外国的标准，如果你看不懂，就会在工作中一头雾水，不知这是什么方面的标准、哪个国家的标准，那也就变得无从下手。

我曾经考过应聘的应届大学生这样的问题，可绝大部分只知道GB是中国国家标准。

而GB表示的意思除了是中国国家标准外，还有强制性标准的意思。

而GB/T表示是国家推荐性标准，GB/Z表示是国家指导性技术文件，GBn表示是国家内部标准。

可随着我国的入世和世界经济一体化的发展，我们将会频繁地接触到这些问题。

   2．化学元素表（第1-9页）中的符号要记住，不然你在研究很多钢铁时，其中会讲到合金元素对钢铁的作用时，就不知所云了。

例如：

我在研读化学元素Cr铬、Ni镍、Mo钼、Cu铜、Mn锰等等对不锈钢的作用时，就必须了解清楚才行。

    3．金属硬度和强度换算表（第1-10页），使你知道怎样去换算各种硬度值和强度，可以作为设计零部件强度的参考数据，以便你在图纸中标注所需达到的热处理硬度值范围。

如果你还不太了解各种硬度的检测方法、作用和应用范围。

请参考：

　　《金属硬度检测技术手册》中南大学出版社——第312页31.2节各种硬度值的换算。

　　《热处理手册》机械工业出版社——第四卷硬度测试

　　《中国机械设计大典》江西科学技术出版社——第六卷机械设计实践第50篇材料力学性能测试

　　《中国材料工程大典》化学工业出版社——第26卷材料表征与检测技术 第5章材料力学性能测试

　　如果你对强度还不是很了解，请看大学的《材料力学》教程即可。

　　4．其中计量单位和单位换算、常用数学公式、截面的力学特性公式对我们的工作有随时备查的作用。

其中截面的力学特性公式对我们做机械设计时所用到工程力学计算时是常用到的数据，而在计算中公制和英制单位的换算也是我们常遇到的问题。

关于工程力学计算公式请参考国际上久负盛名的应力分析实用参考手册《Roark应力应变公式》（第7版）——科学出版社。

　　　　　　　　第二篇  零件的结构设计工艺性

　　当我们在做机械零部件设计时，本篇的知识就对我们有很重要的指导意义了！

　　1．铸件结构设计工艺性：

我们在设计了一个户外燃气烤炉的阀门，其为压铸铝合金ADC12（JIS请参考小栗富士雄（日本）的《机械设计图表遍览》（繁体）第3b-61页——台湾台隆书局出版），第2-24页中4.3节金属型铸件的结构特点很好地为我们讲述了铝合金的设计参数，提高了试模的成功率。

如你要想了解有关铸造更详细的信息，请参考：

　　《铸造手册》（共6卷）中国机械工程学会铸造分会——机械工业出版社

　　《中国材料工程大典第18卷－材料铸造成形工程（上）》

　　《中国材料工程大典第19卷－材料铸造成形工程（下）》

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　——化学工业出版社

　　2．锻件结构设计工艺性：

我们曾经也设计过座椅的椅脚，出于需通过16G重力加速度动载测试和重量限制的考虑，所以其为高强度锻铝7A04，对其结构设计可参考本节中的设计原则。

但对于安全要求的考虑，其还远远不够，还需要参考：

　　《锻压手册》（共3卷）中国机械工程学会锻压分会——机械工业出版社

　　《中国材料工程大典——第20卷——材料塑性成形工程》（上）化学工业出版社

　　3．冲压件结构设计工艺性：

在航空座椅中的椅背摇臂（材质：

合金钢4340（ANSI），厚度：

4mm）零件中有一个需装配的孔，而其旁边需做一个压锻差的折弯。

由于孔与折弯线太近而造成孔的圆度超差而无法装配。

参考第2-47页表2.4-7孔的位置安排，即可知道间距设计的临界值，对我们有很好的参考价值。

你还可以参考：

　　《冷冲压工艺手册》梁炳文——北京航空航天大学

　　《中国材料工程大典第20卷－材料塑性成形工程（上）》——化学工业出版社

　　《中国模具设计大典第3卷－冲压模具设计》中国机械工程学会——江西科学技术出版社

　　4．工程塑料件件结构设计工艺性：

我们在设计一个工程塑料（ABS）旋钮时，由于肋的厚度设计的过厚（远超出外壁厚度的1/3～1/2倍），造成注塑件的表面缩水严重以及脱模斜度偏小造成轻微拉伤，严重影响了外观。

如果好好参考一下本节中的不同表面的脱模推荐斜度和加强肋设计准则，就可以做到有的放矢。

参考之后，最后也很好地解决了该问题。

你还可以参考：

　　《塑料工程师设计数据手册》N.拉奥——化学工业出版社

　　《塑料连接技术设计师和工程师手册》（原著第二版）（美）乔丹.罗泰泽尔——化学工业出版社

　　《中国模具设计大典第2卷－轻工模具设计》（第8篇塑料模设计基础）中国机械工程学会——江西科学技术出版社

　　5．热处理零件的结构设计工艺性：

使我们了解到基本的热处理方法和工艺的参数以及零部件的结构要怎么设计才能符合工艺性要求，可以使我们较深入地了解需要进行热处理达到一定硬度或韧性等等零件的结构设计。

如在红冲铜合金O形件中间机制切断，但又对切口间距尺寸公差要求较高，所以还需对红冲铜合金结构进行去应力退火，以消除红冲时产生的内应力对切口间距的影响。

其相应的热处理参数，可参考：

　　《热处理手册》（共4卷）中国机械工程学会——机械工业出版社

　　《中国材料工程大典第15卷－材料热处理工程》——化学工业出版社

　　6．焊接件结构设计工艺性：

使我们改变了以前想怎么设计就怎么设计的“无约束化”，对本节的研读使我们设计的结构件具有良好的工艺性以及正确的选取设计材料。

如其中讲到“一般认为含碳量（质量分数）<0.25％的碳钢及含碳量（质量分数）<0.18％的合金钢焊接性良好。

”这句话给了我们在设计焊接件时如何选择材料方面的指导。

又如我们在设计弹簧卡片门轴时，弹簧卡片（材质：

65Mn）和门轴（材质：

SUS430）需连接，由于65Mn属于高碳钢，故焊接性能差，不适宜采用焊接连接。

且由于材料弹性由热处理形成，如焊接则会降低卡片弹性，所以，我们就将其设计成卡扣式连接。

除此，本节还告诉我们如何设计接头形式和坡口参数。

如你还想了解各种焊接方法和相关参数，还可以参考：

　　《焊接手册》（共3卷）中国机械工程学会——机械工业出版社

　　《中国材料工程大典第22卷－材料焊接工程（上）》——化学工业出版社

　　《中国材料工程大典第23卷－材料焊接工程（下）》——化学工业出版社

　　7.金属切削加工件的机构设计工艺性：

对我们来讲其重要性是不言而喻的了。

如第2-124页，表2.10-1常用材料的相对加工性，使我们知道了常用材料的一般加工难度如何，以便于我们在设计时综合考虑如何选材。

再如我们有一个握把座需攻内螺纹，其收尾和肩距可参考第2-138页表2.10-31内螺纹收尾和肩距，以便攻牙时容屑和保证有效紧固螺纹牙数。

又如在设计紧固件连接时沉头孔尺寸参数时，可参考表2.10-34紧固件沉头用沉孔，参考本表的尺寸参数后，那你设计的沉孔就能很好地与所用之沉头螺钉配合，以增强连接的牢固性和持久性。

当然你要想深入了解机制加工工艺，可参考以下书籍：

　　《机械加工工艺师手册》杨叔子——机械工业出版社

　　《机械加工工艺手册（共三卷）第2版 第一卷：

工艺基础卷》

　　《机械加工工艺手册（共三卷）第2版　第二卷：

加工技术卷》

　　《机械加工工艺手册（共三卷）第2版　第三卷：

系统技术卷》

                                             王先逵——机械工业出版社

　　8．零部件的装配和维修工艺性：

是我们以前较少涉及的范围，但在开始进行零部件设计的时候就应该考虑到零件的装配问题和维修问题，这些都是必要的工作，可以反映出一个设计人员水平的高低。

这方面的参考资料也比较少，可以看看别的机械设计手册。

但还应参考装配技术专著。

 《机械装配技术》徐兵——中国轻工业出版社

 《钳工装配问答》黄祥成——机械工业出版社

 《钳工与装配技术》马鹏飞——化学工业出版社

　　9．橡胶件、粉末冶金件的结构设计工艺性对我做各种机械零件的结构设计都有着重要的指导意义，需要大家仔仔细细地研读。

还可以和参考：

 　　《中国材料工程大典第14卷－粉末冶金材料工程》——化学工业出版社

　　《中国模具设计大典第2卷－轻工模具设计》（第14篇橡胶模设计）中国机械工程学会——江西科学技术出版社

                               第三篇   机械工程材料

　　我看完本篇后，感觉很必要。

使我们在选择材料时结合加工工艺和材料性能才能做到因材施用。

例如：

如何判断钢和铁的区别、各种铸铁的使用性能、高中低碳钢怎么区分、铝合金的种类、黄铜和紫铜的区别等等。

 但如果你想在解决工程问题的时候能够得心应手的话，本书是不够的，你可以看看《中国材料工程大典》——化学工业出版社出版，共26卷，其中讲解了工程材料、材料热处理、材料焊接、材料表面工程、材料铸造成形、材料塑性成形等等机械中所有的内容，如果是特殊行业，当然还要购买相关的行业标准，才能满足需要。

         　　　　第四篇  零部件设计常用基础标准

　　1．制图及图形符号：

我想我们刚刚工作时，大多数都是从制图开始学起的，其也是最重要的基本功了，要是这个基本功没有练好，就有点说不过去了。

可现实情况是有的人工作了7、8年了，可还是画不好图纸，或是画的不够规范。

为什么呢？

原因当然是没有好好地学习制图了。

制图可不是简单的事情，一张图纸的好坏可以用两个词来概括，就是“完整、清晰”。

如果你好好向这个目标去迈进，成功就不远了。

本书讲到了新标准板厚符号t、各类孔的旁注法、新标注符号和缩写词等等都会给我们以很大的帮助，使我们的图纸标注的和ISO标准一样，以便于沟通。

要想更详细地学习制图，可以参考：

  《机械制图手册》（第三版）梁德本、叶玉驹——机械工业出版社出版。

　　2．公差与配合：

在大学里是考查课程，所以，我想大多数人都没有学好，就算是读研究生的“好成绩者”，我想也没有几个说我学好了。

做复杂而高精度的机械产品，其公差与配合的设计就很重要了，在国外有的产品的公差与配合是公司的机密，所以，传到国内的外国图纸上没有标注公差，觉得很奇怪！

其实是技术保密所使然，你就可以想像其重要性了。

首先让我们明白了轴和孔的定义，再如一般情况下，我们都优先选用基孔制，可如何确定什么情况下采用基轴制呢？

这都是我们需要根据不同的情况加以考虑的问题，这样我们的设计水平才会得到提高，做到游刃有余。

如你想要快速入门请参考：

　　《公差与配合问答》（第3版）傅成昌、傅晓燕——机械工业出版社出版，如再要深入学习请参考：

　　《公差与配合实用手册》方昆凡——机械工业出版社出版。

　　《尺寸极限与配合的设计和选用》李晓——中国标准出版社

　　3．形状和位置公差、表面结构：

都是机械的基本概念和基础知识，如果你不会，你就不可能做好机械设计！

如孔和轴的直线度（一般采用独立公差原则）公差设计的不好，就有可能有的装配不上。

又如在大批量生产中，为了能够提高合格率，我们也可能采用相关公差原则来进行选择性装配，从而提高合格，以降低成本。

这些都是一个合格的机械设计工程师需要考虑的问题。

我们可参考《机械制图手册》中相关章节，不过和《机械设计手册》中相差不大。

你可能需要参考下面一书，你才能更好地理解。

 《形状与位置公差标准应用指南》汪恺——中国标准出版社

　　4．螺纹：

使我们更好地理解螺纹的连接紧固原理，在理解螺栓螺钉的连接时有很大帮助。

其中的学问很大，要想深入了解各种螺纹联接的知识，请参考《可拆卸联接设计与应用》凌武宝——机械工业出版社，如要扩充知识请参考奥尔特温.哈恩编写的《机械变形连接——新型铆接与冲压连接技术》——化学工业出版社。

同时，大家还应该多学习一些英制的螺纹，以便应对出口产品的需要。

英制螺纹国内介绍的比较少，可以参考小栗富士雄（日本）的《机械设计图表遍览》（繁体）台湾台隆书局出版，我有幸得到经理赠送的一本，大陆目前尚没有出版，听说是台湾和日本所有机械设计师人手一本的案头手册。

相关方面还可参考《公制、美制和英制螺纹标准手册》——中国标准出版社

　　好了，就说到这里吧！

我已经将本书的要点全部说了一遍，希望大家参考和共勉，以后，我还有什么新的发现，还会陆续登出来。

希望大家多多参与书评，让我们大家互相学习

零件图

1、每个专用零件一般应绘制单独零件图样，特殊情况允许不绘制。

例如：

1）型材垂直切断和板材经裁切后不再机加工的零件；

2）形状和最后尺寸均需根据安装位置确定的零件

2、零件在装配过程中加工的尺寸，应标注在装配图上，如必须在零件上标注时，应在有关尺寸旁标注“配作”等字样，或在技术要求中说明。

装配尺寸链的补偿量一般标注在有关零件图上。

3、两个相互对称的零件，一般应分别绘制图样。

4、必须整体加工、成对或成组使用，而又相同的分切零件、允许视为一个零件绘制在一张图样上，标注一个代号，视图上分切处的连线用粗实线连接。

5、单个使用而采取整体加工比较合理的零件，在视图中一般可用双点划线表示其以外的整体部分。

6、零件有正反面（如皮革、织物）或加工方向（如硅钢片）要求时，应在视图上标注或在技术要求中说明。

7、零件上的尺寸一般从结构基准面开始，并考虑检验此尺寸的可靠性。

8、图样上未注尺寸极限偏差和形位公差、表面粗糙度时，应有相应标准规定，或在技术要求上说明。

9、图样对局部要素有特殊要求时（如不准倒钝、热处理）及标记时，应在所指部位近旁标注说明。

装配图：

1、当零件采用改变形状或粘合等方法组合连接时，应在视图的变形及粘合部位，用引出线标注说明（如翻边、扩管、铆平），或在技术要求中说明。

2、焊接结构图实际上是装配图，对于简单的焊接构件，一般不单画各构件的零件图，而在结构图上标出各构件的的全部尺寸。

对于复杂的焊接构件，应单独画出

七年的画图心得

画了六七年的规划图（学生时代也算哦），现在做项目的负责人了。

不知道以后还会有多长时间自己亲自画图，特把自己的一些经验教训和心得告诉大家，让大家分享一下（工作六年以下的）或呕吐一下（限比我高很多的高手）。

东西比较杂，从大的工作方法到很细微的操作都有，有不成熟的地方请赐教！

第一章工作目标篇（最高层面）

我们为什么要画图：

-------？

？

？

不管你是用什么软件绘制或表达，有些废话我必须强调一下：

画图时要时时刻刻记住自己的目的是什么？

图纸是一种直观、准确、醒目、易于交流的表达形式。

所以我们最后完成的东西一定是能够很好的帮助我们表达自己的设计思想、表达一个规划师的观点，或者暴露一些我们想给大家展示的问题。

有了这个前提，我们就不难理解为什么大多数有价值的图纸其实是手绘的设计思路的原稿，因为它原始、纯粹、简洁，与设计者的脑袋更接近。

好的计算机绘制的图纸是什么样子的------？

？

？

鄙人认为：

”“醒目、简洁、准确”（请大家体会一下排位次序）是好的计算机绘制图纸的标准。

要让一套图纸保持大体风格统一，每张又有鲜明的特色。

A3大小让人2米外轻度近视也能看见你要表达的主题内容，A1大小要让人在10米外灯光不足也能分辨个十之六七，不至于把工业区和居住区搞混淆,也不会把小学看成加油站。

要达到这个目的，需要有一些好的工作方法和习惯来支撑，无论是一个人搞定一个项目所有图纸还是一个工作小组合作，为了高效、高质量完成图面表达，都需要一些好的工作框架。

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第2楼

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第二章工作方法篇（战略层面）

作为项目负责人，必须作好三件事情（每个都跟画图息息相关）：

把握设计思路、控制图纸深度、明确工序分工。

如果您是画图崽，碰到了一个疑似神仙大师的项目负责人（方案不做只吹，临汇报前一天通通搞定），那就有的你改的了。

比方说是一个比较简单的控规，象这种情况不要花太多时间在后期photo身上，因为有的你改的。

应当以完成cad总平面为第一要务，总平面要充分体现老板的疑似天柴的设计思想，与老板多多交流cad的总平面，得到充分肯定后，大家以此为基础分开绘制相应图纸。

项目进行到每个阶段都对应不同的图纸深度要求。

假如分为三个阶段：

初步方案----初稿----会审稿，画图前我们会大致估计一下要出哪些图纸，不到会审稿我一般不出photo（哈哈，让甲方有一个渐入佳境的感觉，哇，您们的图纸越来越漂漂啦……）。

初步方案我只出现状、分析图和总平面，初稿基本都有，但都是cad的，而且不带分图则。

会审稿就用photo处理一下，带上花花稍稍的一些东西和分图则，ok啦。

在大家充分了解总体设计思路的前提下，画道路和总平面的人的水准基本决定了整个项目的进度和计算机绘制图纸的质量。

项目改动最多的也是道路和总平面。

因此，我们首先有如下的准备工作：

由道路或总平面（一般是我，因为我经常被项目负责人疑似很NB）制定标准文件（很厉害的标准文件哦）：

1、符合A3或A1长宽比的统一的图框，图框文件中必须命名好字体样式（textstyle）和标注样式（dimstyle），强烈建议所有字体只用宋体，标题黑体！

免得别人看见问号，为交流和打印增添麻烦。

2、统一割好的地形图，251号颜色。

3、严密的分层体系！

！

！

友人认为多此一举，我认为这是最关键最重要的最难的！

！

无数次我的大好青春被别人混乱分层的cad和psd文件所白白消耗，无数次我整理着毫无规律的电子文件。

我不想过这样的生活了，下面我简单介绍一下我的尝试：

autocad（R14）没有什么图纸能够复杂过总平面，下面我以控规总平面为例：

大致思路：

第一规则：

cad的分层顺序以数字开头第一队，以字母开头的第二队，以汉字开头的按汉语拼音排序第三队。

第二规则：

图纸里的东西包括以下内容：

字、标注、图框、河流及山体及用地的色块填充以及他们的线框，道路边线、中心线、规划界限行政边界或其他界限、分析性边界、色块，必须的不能删掉但可以冻住的辅助性线条。

他们必须根据各自用途大致分布在相近的命名区域，名字必须容易选择（比方说二类工业用地我用M2,先把鼠标指向长长的复杂的层列表，键盘输入m就到啦M区了！

！

）

第三规则：

层的命名规则要简单，明了，方便不同专业的人。

大家都能够迅速理解，绝对不会误解。

利用以上规则，我设想了以下的命名方式：

a、0层不允许放任何东西，是做块用的！

b、有关要求大家一定优先看到的特殊的东西，比如地形图，在前面加0，保证这些层在层列表的最上方。

dwg的地形图名字叫做0map,假如是外部引用的栅格图象，可以叫做0image。

然后在0map层上插地形，在0image层上外部引用图象。

统一的图框也可以叫“0图框”。

c、不同性质用地的填充以规范规定的英文名字开头。

填充时一定要勾上Associative，一定要带线框（就是在hatch时点一下advanced----勾中retainboundaries）,这样计算面积和修改就好改了。

有人把边界和填充分层，徒增大量层,没必要。

用过滤器（filter,简写是fi）最后可以一下把填充和填充的线框轻易的分开，而且画图又不是每天算面积。

比方说:

行政办公用地层叫做"C1行政",商业金融业用地层叫做“C2商业”,消防站用地层叫做"U9消防站",公共停车场层叫做“S31停车场”。

一般到分类标准的小类绰绰有余了，可以严格的把用地性质分清楚。

本来我以前不带中文的，叫做“C1,C2”后来为了方便其他同事，加了简短的中文屁股。

这样C类（公共服务设施）一看就是在一起，U类（市政基础设施）一看也在一串（U1,U21,U3……）爽啊，选择、开关层灯泡、修改都很方便，不会有遗漏，也不会有多余的东西干扰你！

d、道路边线（红线）、道路中心线

本来作为不是用地的东西，一定要单独排出来，不允许和用地混杂在一起。

关键是从专业道路部门拿来的电子文件往往都是命名为“Rb”（Roadboundaries）“Rc”（Roadcenter）,哎，我的能量有限，没有办法控制所有的技术部门，只好照搬不动啦！

妥协的弊端就是他们会混在居住用